A película adquirida (PA) é um filme formado pela adsorção seletiva de proteínas, glicoproteínas e lipídeos à superfície dentária. A presença de proteínas na PA forma uma interface protetora sobre a superfície do dente, participando em todos os eventos interfaciais que ocorrem na cavidade bucal, tais como des- e remineralização, lubrificação das superfícies dos dentes, e aderência bacteriana. Com o advento da proteômica, tem havido um aumento considerável no conhecimento acerca do perfil proteico de PAs adquiridas formadas sobre o esmalte dentário, em diferentes situações, mas nenhum trabalho até o momento descreveu o perfil proteômico de PAs formadas sobre a dentina. Este estudo foi pioneiro em comparar o perfil proteico de PAs formadas in situ sobre o esmalte e a dentina, nos tempos de 10 minutos e 2 horas, utilizando análise proteômica quantitativa livre de marcadores. Os experimentos foram realizados por três dias consecutivos. Em cada dia, os 9 voluntários receberam profilaxia dentária e em seguida utilizaram um aparelho vestibular com 6 blocos de esmalte e 6 de dentina humanos por 10 minutos ou 2 horas. Após esses períodos, a PA formada era coletada com auxílio de um papel filtro de eletrodos embebido em ácido cítrico 3%. Para as análises foi realizado um pool com os papéis dos 9 voluntários de todos os dias, para cada substrato e tempo de formação. Após a extração e digestão das proteínas, a separação dos peptídeos foi realizada por nano-HPLC (nano-Cromatografia Líquida de Alta Performace), interligada a um espectrômetro de massa (nLC-ESI-MS/MS). Os dados MS/MS obtidos foram processados e pesquisados em bancos de dados de proteínas humanas (UniProt e TrEMBL), utilizando o algoritmo SEQUEST no software Proteome Discoverer 1.3. Para a PA formada sobre o esmalte, foram identificadas 160 e 64 proteínas, nos tempos de formação de 10 minutos e 2 horas, respectivamente. Os respectivos números de proteínas identificadas para a dentina foram 86 e 52, respectivamente. Nos tempos de 10 minutos e 2 horas, respectivamente, 25 e 11 proteínas foram comuns a ambos os substratos e foram submetidas à quantificação livre de marcadores (SIEVE), revelando que a maioria das proteínas com diferença de expressão entre os dois substratos teve sua expressão aumentada na dentina. Foram identificadas ainda, no tempo de 10 minutos de formação da PA, 135 e 61 proteínas exclusivas ao esmalte ou à dentina, respectivamente. O número correspondente de proteínas exclusivas para o tempo de 2 horas foi de 53 e 41 proteínas, para o esmalte e dentina, respectivamente. Dentre as proteínas exclusivas da dentina, foram identificadas várias proteínas relacionadas ao complexo cálcio/calmodulina, assim como proteínas associadas à tumorigênese e à fosforilação/desfosforilação de proteínas. Em adição, muitas das proteínas identificadas no presente estudo, tanto para o esmalte quanto para a dentina, ainda não foram caracterizadas e, portanto, não têm função conhecida na PA. Sua caracterização e estudos funcionais futuros poderão trazer novos horizontes no entendimento da importância da PA para a proteção da estrutura dentária, bem como do papel da PA como sítio de biomarcadores para doenças bucais e sistêmicas. / The acquired pellicle (AP) is a film that results from selective adsorption of proteins, glicoproteins and lipids on the tooth surface. The presence of proteins in the AP forms a protective interface on the tooth surface that participates in all the surface events occurring in the oral cavity, such as de- and remineralization, lubrification of the tooth surfaces and bacterial adherence. With the advent of Proteomics, considerable increase in the knowledge of the protein profile of the AP formed on tooth enamel, under different circunstances, has been observed. However, so far the proteomic profile of the AP formed on dentin has not been described. This is the first study to compare the proteomic profile of APs formed in situ for 10 minutes and 2 hours, on enamel and dentin, using quantitative label-free proteomics. The experiments were conducted for 3 consecutive days. Each day, 9 volunteers were submitted to dental prophylaxis and in sequence wore a vestibular device containing 6 human enamel and 6 human dentin blocks for 10 minutes or 2 hours. After these periods, the PA formed was collected with an electrode filter paper soaked in 3% citric acid. The papers from the 9 volunteers, for each substrate and time of pellicle formation were pooled and used for analysis. After protein extraction and digestion, peptides were separated by nano-HPLC (High-performance liquid chromatography) coupled to a mass spectrometer (nLC-ESI- MS/MS). The obtained MS/MS spectra were searched against human protein databases (UniProt and TrEMBL) using SEQUEST algorithm in Proteome Discoverer 1.3 software. For the AP formed on enamel, 160 and 64 proteins were identified for the times of pellicle formation of 10 minutes and 2 hours, respectively. The respective numbers of identified proteins for dentin were 86 and 52, respectively. For the times of 10 minutes and 2 hours, respectively, 25 and 11 proteins were common to both substrates. They were submitted to label-free quantification, which revealed that most of the proteins with differential expression were overexpressed in the dentin. For APs formed for 10 minutes, 135 and 61 proteins were identified exclusively for enamel or dentin, respectively. The corresponding number for the 2-hour APs was 53 and 41 proteins, respectively. Among the proteins identified exclusively in dentin, many proteins related with calcium/calmodulin complex, as well as proteins associated with tumorigenesis and protein phosphorylation/dephosphorylation were found. In addition, many of the identified proteins, both for enamel and dentin, remain uncharacterized and, therefore have no described function in the AP. In the future, their characterization and functional studies might open new avenues for the understanding of the importance of the AP for the protection of the dental structure, as well as for the use of the AP as a site for biomarkers of oral and systemic diseases.

Há muito tempo os venenos de abelhas se tornaram objeto de interesse de muitos cientistas, principalmente os venenos daquelas linhagens do gênero Apis, chamadas abelhas europeias e as conhecidas abelhas africanizadas. O foco no desenvolvimento de terapias eficazes que pudessem prevenir ou frear as reações desencadeadas pelas toxinas dos venenos desses insetos foi o principal estimulador do surgimento dessa grande área da pesquisa, uma vez que esses animais causam um grande número de acidentes em animais e seres humanos e os acidentes podem desencadear graves consequências, inclusive óbito. Sendo assim, desenvolvemos o presente trabalho baseado na caracterização da composição proteica dos venenos de abelhas europeias e africanizadas, na análise quantitativa diferencial entre os venenos e, na investigação de fosforilações e a possível relação das mesmas com as funções biológicas. Reunindo todos os elementos que estavam ao nosso alcance para compor o melhor conjunto de etapas para a realização do estudo proteômico de venenos de abelhas, nós atingimos todos os objetivos propostos. Utilizando uma abordagem baseada em espectrometria de massas, consistindo de análise shotgun seguida de LC-MS/MS realizada em um dos mais modernos espectrômetros de massas, nós fomos capazes de obter resultados extremamente confiáveis e interessantes. Comparando-se o efeito da extensão do gradiente de separação na cromatografia líquida, nós fomos capazes de atingir uma maior cobertura da amostra, uma vez que identificamos um maior número de proteínas após a utilização do gradiente mais longo. A identificação de fosforilações foi favorecida pela combinação de fragmentação por \"Colisão Induzida por Dissociação\" e medidas de massa de alta acurácia realizadas no instrumento LTQ-Orbitrap-Velos. Enquanto apenas 29 proteínas foram identificadas após 120 minutos de separação cromatográfica, um total de 51 proteínas foram identificadas aplicando-se gradiente mais longo. Dentre as 51 proteínas totais, 42 são comuns aos venenos das três abelhas. A comparação em pares mostrou que os venenos das abelhas europeias compartilham 44 proteínas e os venenos das abelhas africanizadas compartilham 43 proteínas tanto com o veneno de A. m. carnica quanto com o de A. m. ligustica. Além disso, nós revelamos que existem diferenças quantitativas entre algumas das proteínas dos venenos, sendo muitas dessas proteínas diferenciais toxinas com funções conhecidamente relevantes. A investigação de fosforilação mostrou que duas toxinas apresentam-se na forma fosforilada: melitina e icarapina. Melitina é considerada a principal toxina de venenos de abelhas, sendo bem conhecida por sua ação altamente tóxica e alergenicidade. Este peptídeo foi identificado com fosforilação ocorrendo no sítio Ser18 em todas as amostras de venenos, enquanto somente no veneno da abelha africanizada foi também identificado com sítio de fosforilação no resíduo de Thr10. Icarapina, também já descrita como um alérgeno do veneno, apresentou sítio de fosforilação no resíduo Ser205. Por fim, nós demonstramos o efeito da fosforilação presente em melitina (Ser18) realizando ensaios de atividade biológica do peptídeo fosforilado e nativo, como: hemólise, lise celular e desgranulação de mastócitos e atividade quimiotáctica. Foi observado que a toxicidade do peptídeo fosforilado é reduzida em comparação ao do peptídeo nativo. Sendo assim, nós podemos concluir que a combinação de metodologias eficientes e a utilização de moderna instrumentação nos levou a resultados surpreendentes, os quais se somam a todo o conhecimento já existente acerca de venenos de abelhas / Honeybee venom toxins disturb the activity of critical cellular processes, triggering immunological, physiological, and neurological responses within victims. Studies on venom toxins have provided invaluable knowledge towards elucidating the molecular and functional details of their biological targets, yet there has been no report of a full proteome/phosphoproteome profile of honeybee venom. In this study, we focused on Apis mellifera honeybee venom characterization, including proteins identification, label-free quantitative analysis and phosphorylation identification. Making use of a MS-based proteomic approach, consisting on in-solution digestion followed by LC-MS/MS analysis, we were able to compare the effect of the liquid chromatography gradient length on the sample coverage, consequently, to identify a higher number of proteins using longer separation gradient of the tryptic peptides. Favorable identification of phosphorylations was achieved by the application of a long separation gradient combined with CID fragmentation and high accuracy mass measurement using an LTQ Orbitrap Velos. Here we report on the comparative shotgun proteomics study of the venoms of two Apis mellifera subspecies, A. m. carnica and A. m. ligustica, and the hybrid known as Africanized honey bee (AHB). We identified 51 proteins in total, with 42 of them being common among the three venoms, including many previously unidentified entries. Performing label-free quantification, we observed that few proteins were found with different relative amounts. Additionally, we revealed the phosphorylation of two proteins in all the samples, with two of them being HBV toxins/allergens: melittin and icarapin. Icarapin was identified as phosphorylated at 205Ser. Melittin was identified as phosphorylated at the 18Ser and 10Thr positions in all venoms, as well. Given these novel findings, we then chose to compare the toxicity of the phosphorylated/unphosphorylated forms of the major venom toxin, melittin, considering the most prominent phosphorylation event, the phosphorylated 18Ser position. We showed that the toxicity is in fact decreased when the peptide is phosphorylated. Based on a combination of efficient methodology and state-of-the-art instrumentation, delineated by our Shotgun-NanoESI-Long Gradient-LTQ Orbitrap Velos analysis, we achieved proteomic coverage far surpassing any previous report. Together, these discoveries pave the way for future phosphovenomic studies

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-11-13T18:32:07Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andryne Rego Rodrigues - 2015.pdf: 2461639 bytes, checksum: bb68746f2a88958ad5b055b56cd3326a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-11-16T09:29:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andryne Rego Rodrigues - 2015.pdf: 2461639 bytes, checksum: bb68746f2a88958ad5b055b56cd3326a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-16T09:29:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andryne Rego Rodrigues - 2015.pdf: 2461639 bytes, checksum: bb68746f2a88958ad5b055b56cd3326a (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / LQFM018 is a prototype drug with proven anticancer activity in vitro (cytotoxicity against K-562 cell line, IC50 = 0.07652 mM), which was obtained by molecular simplification from antitumor compounds called nutlins, inhibitors of the interaction MDM2-p53. This study aimed to determine its pharmacokinetic profile, using, to this end, validated bioanalytical method in LC-MS/MS. The parameters used in analytical LC-MS/MS were: ACE® C18 column (100 mm × 4.6 mm, 5 μm), mobile phase buffer 2 mM ammonium acetate with 0.025% formic acid and methanol (50%:50% v/v), flow 1.2 mL/min, temperature of the column 40 °C, internal standard (IS) domperidone, liquid-liquid extraction with methyl tert-butyl ether (MTBE) and injection volume of 3.0 μL. The method was linear from 10 to 15,000 ng/mL (r = 0.9997). Intrarun precision was ranged from 0.6% to 5.5% and interrun from 1.8% to 6.7%. The accuracy found was 99.0% to 107.0% and the average recovery of controls was 74.1% ± 4.9%. The retention times were 3.16 min for LQFM018 and 1.81 min to domperidone. LQFM018 was administered to 3 females Wistar rats at 100 mg/kg, i.p. After administration, 0.5 mL samples of blood were collected by cannulation of the left jugular vein with heparinized syringe, at 1h, 2 h, 3 h, 4 h, 5 h, 6 h, 7 h, 8 h and 9 h. Blood samples were identified and centrifuged to obtain plasma which was frozen at -20 °C until the time of analysis. The pharmacokinetic parameters (mean ± SD) were t½ = 2.89 ± 2.0 h; ClT/F = 22.01 ± 13.5 mL/min/kg; Vd/F = 5.48 ± 3.6 L/kg. The values of Vd/F, t½ and CLT/F extrapolated using allometric scaling for a person weighing 70 kg were 1954.3 L/kg, 12.6 h and 1800.4 mL/min/kg, respectively. The bioanalytical method was suitable for the detection and quantification of LQFM018 from plasma rat. The kinetic profile, extrapolated on allometric scaling, revealed a high value of t½, high Vd and long value of CLT, allowing understand that the studied prototype showed good tissue distribution profile and was extensively eliminated. / O composto LQFM018 é um protótipo de fármaco com comprovada atividade antineoplásica in vitro (citotoxicidade contra a linhagem celular K-562 com IC50 = 0,07652 mM) que foi obtida através de simplificação molecular a partir de compostos antitumorais denominados nutlins, inibidores da interação MDM2-p53. O presente trabalho objetivou a realização do estudo de seu perfil farmacocinético, empregando-se, para tal, método bioanalítico validado em LC-MS/MS. Os parâmetros analíticos utilizados em LC-MS/MS foram: coluna ACE® C18 (100 mm × 4,6 mm, 5 μm), fase móvel tampão 2 mM acetato de amônio com ácido fórmico 0,025% e metanol (50%:50%, v/v), fluxo de 1,2 mL/min, temperatura da coluna de 40°C, padrão interno (PI) domperidona, extração líquido-líquido com éter metil-terc-butil (MTBE) e volume de injeção de 3,0 μL. O método apresentou linearidade de 10 a 15.000 ng/mL (r = 0,9997). A precisão intracorrida variou de 0,6% a 5,5% e a intercorrida de 1,8% a 6,7%. A exatidão encontrada foi de 99,0% a 107,0% e a recuperação média dos controles foi de 74,1% ± 4,9%. Os tempos de retenção foram de 3,16 min para o LQFM018 e 1,81 min para a domperidona (PI). O LQFM018 foi administrado em três ratas Wistar na dose de 100 mg/kg, i.p. Após a administração, foram coletadas amostras de 0,5 mL de sangue, por canulação da veia jugular esquerda, com seringa heparinizada, nos tempos de 1 h, 2 h, 3 h, 4 h, 5 h, 6 h, 7 h, 8 h e 9 h. As amostras sanguíneas foram identificadas e centrifugadas para obtenção do plasma, que foi congelado a -20 ºC até o momento da análise. Os parâmetros farmacocinéticos (média ± DPR) foram: t1/2 = 2,89 ± 2,0 h; ClT/F = 22,01 ± 13,5 mL/min/kg; Vd/F = 5,48 ± 3,6 L/kg. Os valores de Vd/F, t½ e ClT/F extrapolados, através de escala alométrica, para um indivíduo de 70 kg foram de 1.954,3 L/kg, 12,6 h e 1800,4 mL/min/kg, respectivamente. O método bioanalítico foi adequado para a detecção e quantificação do LQFM018 em plasma de rato. O perfil farmacocinético, extrapolado em escala alométrica, apresentou alto valor de t1/2, elevado Vd e extenso valor de CLT, permitindo entender que o protótipo estudado demonstrou um bom perfil de distribuição tecidual e foi extensivamente eliminado.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-09T14:52:34Z No. of bitstreams: 1 adrianeantoniapereira.pdf: 4227832 bytes, checksum: c75e5a3802fd9faef6e64104b4d14e9d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T14:26:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 adrianeantoniapereira.pdf: 4227832 bytes, checksum: c75e5a3802fd9faef6e64104b4d14e9d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T14:26:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 adrianeantoniapereira.pdf: 4227832 bytes, checksum: c75e5a3802fd9faef6e64104b4d14e9d (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As azalactonas são basicamente aminoácidos protegidos que podem ser utilizados na síntese de produtos naturais ou sintéticos. Apesar de serem excelentes pró-nucleófilos, este esqueleto apresenta dois sítios eletrofílicos podendo se comportar como eletrófilo em reações com nucleófilos. Neste trabalho são descritas reações de abertura de azalactonas catalisadas por um ácido de Brønsted, o ácido canforssulfônico (ACS). Para esse fim, as azalactonas foram preparadas em duas etapas, sendo que a primeira consistiu na acilação dos aminoácidos com cloreto de benzoíla em meio alcalino levando aos precursores azalactônicos com até 75% de rendimento e subsequentemente uma reação de ciclização intramolecular mediada por um ativador de ácido carboxílico, o EDC, conduzindo aos compostos desejados com rendimentos que variaram de 8298%. As condições otimizadas para a reação de abertura de azalactonas consistiu no emprego de 10 mol % de ácido canforssulfônico como catalisador, diclorometano como solvente, sem agitação a temperatura ambiente. Avaliou-se o escopo para diversas azalactonas e também para diversos nucleófilos. Os rendimentos foram satisfatórios variando de 43-96%, onde mesmo utilizando substratos impedidos do ponto de vista estéreo, como é o caso do terc-butanol, conduziu ao produto de abertura com 57% de rendimento. Os produtos foram caracterizados por RMN de 1H, 13C, IV e EMAE. Após o preparo e caracterização, voltou-se a atenção para a compreensão do mecanismo de reação envolvido em reações de abertura de azalactonas por nucleófilos catalisadas por ACS. O estudo por ESI(+)-MS/MS evidenciou que o catalisador participa do ciclo catalítico protonando a azalactona em uma etapa anterior ao ataque do nucleófilo, contribuindo assim para diminuição da energia do sistema. / Azlactones are basically protected amino acids which can be used in the synthesis of natural and synthetic products. Despite of being excellent pro-nucleophiles, their structures have two electrophilic sites which could be involved in reactions in the presence of nucleophiles. In this work, azlactone ring opening reactions catalyzed by a Brønsted acid, camphorsulfonic acid (CSA), are described. First we prepared azlactone rings in two steps, amidation using benzoyl chloride in basic conditions following by intramolecular ciclization using EDC. Azlactones were isolated with good to excellent yields (82-98%). The optimized reaction condition consists in the use of 10 mol% of camphorsulfonic acid as catalyst, dichloromethane as solvent, at room temperature without stirring. Next, the scope of various azlactones and nucleophiles were evaluated. Chemical yields were good to excellent, and even by using high sterically bulky substrates such as tert-butanol, leads to the product with a good yield (57%). All synthesized compounds were fully characterized by 1H NMR, 13C NMR, IR and HRMS. Finally, we turned our attention to understand the reaction mechanism. The study by ESI-MS revealed the catalyst participates in the catalytic cycle as a proton donor in a previous step to nucleophilic attack, thereby contributing for a decreased energy system.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / It is known that heavy use of pesticides, especially herbicides and insecticides, associated with the improper management of irrigation water can result in pesticide runoff out the crops to the waters streams, rivers or ponds, since the cultivation of rice is preferably done in areas that have large volumes of water available. Considering the importance of water for nature and human health, the low uncontaminated water resources available today and a large scale production of rice, this study aimed to develop and validate a method for the determination of pesticides in water from irrigated rice crop. Pesticides were extracted from samples of river water using the method of solid phase extraction (SPE). The simultaneous determination of selected pesticides in this study was made by a GC-(EI)-MS/MS. For each analyte, two MRM transitions were optimized, one for quantification and one for confirmation, as predicted by international guidelines and legislations. In the method validation the results were satisfactory for validation requirements, and the analytical curves of r² values are greater than 0.99. The value of the method LOQ for all compounds was established at 0.2 μg L-1. Recoveries for real water samples showed values between 70 and 120% with RSD values lower than 20% for most compounds studied. The results indicate that the proposed method for the analysis of 32 pesticides, including a step of SPE extraction and quantification by GC- (EI)-MS/MS is efficient and selective, allowing the quantification of low levels of concentration appropriate for monitoring these compounds in water. In addition, the validation parameters meet the minimum requirements for the validation of chromatographic methods, which enables the application of the method. Keywords: pesticides; water; GC-(EI)-MS/MS / O uso intensivo de agrotóxicos, especialmente herbicidas e inseticidas, associados ao manejo inadequado da água de irrigação pode resultar no escoamento destes compostos para os rios e lagoas. Ressalta-se que, o cultivo de arroz é feito preferencialmente em áreas que possuem grandes volumes de água disponíveis. Considerando-se a importância da água para a natureza e para a saúde humana, bem como, a escassez dos recursos hídricos e a produção em larga escala de arroz indispensável como alimento para a população, este estudo tem como objetivo desenvolver e validar um método para a determinação de 62 agrotóxicos em água de lavoura de arroz irrigado. Num primeiro momento, os analitos foram extraídos das amostras utilizando o método de extração em fase sólida (SPE) e a determinação simultânea dos agrotóxicos selecionados foi realizada por um GC-(EI) - MS/MS. Em seguida, para cada composto, duas transições MRM foram monitoradas: uma para quantificação e outra para confirmação, como o previsto pelas diretrizes internacionais e legislações. Em continuidade, na validação do método, os resultados foram satisfatórios para os requisitos exigidos, sendo que os valores de r² para as curvas analíticas foram maiores que 0,99. O valor do LOQ do método para todos os compostos foi estabelecido em 0,2 μg L-1. As recuperações apresentaram valores entre 70 e 120% com RSD inferior a 20% para a maioria dos compostos estudados. Finalmente, os resultados indicam que o método proposto para a análise de 32 agrotóxicos - incluindo uma etapa de extração e quantificação por SPE-GC- (EI) -MS/MS - é eficiente e seletiva, permitindo a quantificação de baixos níveis de concentração. Esses índices tornam a técnica adequada para o monitoramento destes compostos em água de lavoura de arroz irrigado. Além disso, os parâmetros de validação atendem aos requisitos mínimos para a validação de métodos cromatográficos, resultado que permitiu a aplicação do método desenvolvido e validado.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / While pesticides are applied to crops in order to control pests and thereby increase productivity, these substances can undergo processes such as volatilization, dispersion and transport, reaching the atmosphere, soil and water. Thus, this study aimed to develop and validate a method for the determination of 48 pesticides and related compounds in air, based on active sampling using a trapping device home-made, with subsequent solvent extraction of analytes and determination by Gas Chromatography coupled to Tandem Mass Spectrometry (GC-MS/MS), as well as demonstrate the applicability of the proposed method in local storage and marketing of these compounds, checking the exposure of workers. The sampling system consists of a vacuum pump to force the passage of air through the traps and a flow meter for controlling the volume of air sampled. Whereas various compounds studied have medium volatility, it was used a heater for heating the first trap, where the spike process is carried out with the compounds under study. A set of three traps glass with dimensions of 12.5 cm long x 3 mm inner diameter x 5 mm external diameter, connected by silicone connectors, complete the device used. It was used the 24 factorial design for optimization of sampling and elution, where conditions were defined as: flow of 87.5 mL min-1 sampling time of 8 h, volume of acetone for elution of 5 mL and greenhouse temperature of 60 ºC. The extract was filtered and analyzed by GC-MS/MS. The accuracy and precision of the method was verified with recovery tests of at least three concentration levels for each analyte, yielding values between 70.0 and 120.0% for most of the compounds evaluated. Most RSD values lower than 20% ensured the precision of the method. Method LOQ values were 3.0 or 6.0 μg m-3, depending on the analyte, considered appropriate to control the exposure of these compounds in air. The method was applied in company that stores and sells pesticides and in the standards preparation room in laboratory of analysis of pesticides residue, in which no residues were found for the studied compounds. The sampling and elution method proposed was effective for most compounds and can be applied in the determination of pesticides and related compounds in air samples. / Enquanto agrotóxicos são aplicados em lavouras com o intuito de controlar pragas e, consequentemente, aumentar a produtividade, essas substâncias podem sofrer processos como volatilização, dispersão e transporte, atingindo a atmosfera, solo e água. Assim, o presente trabalho teve como objetivo principal desenvolver e validar um método para a determinação de 48 agrotóxicos e compostos relacionados em ar, baseado na amostragem ativa utilizando um dispositivo de trapeamento home-made, com posterior extração dos analitos com solvente e determinação por Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas em Série (GC-MS/MS), bem como demonstrar a aplicabilidade do método proposto em locais de armazenamento e comercialização destes compostos, verificando a exposição dos trabalhadores. O sistema de amostragem consiste de uma bomba de vácuo para forçar a passagem do ar pelos traps e um medidor de vazão para controle do volume de ar amostrado. Considerando que vários compostos estudados possuem média volatilidade, utilizou-se uma estufa para aquecimento do primeiro trap, onde é realizada a fortificação com os compostos em estudo. Um conjunto de três traps de vidro com dimensões de 12,5 cm de comprimento x 3 mm de diâmetro interno x 5 mm de diâmetro externo, conectados por meio de conectores de silicone, completam o dispositivo utilizado. Utilizou-se o planejamento fatorial 24 para otimização do método de amostragem e eluição, onde as condições definidas foram: vazão de 87,5 mL min-1, tempo de amostragem de 8 h, volume de acetona para eluição de 5 mL e temperatura da estufa de 60 ºC. O extrato foi filtrado e analisado por GC-MS/MS. A exatidão e precisão do método foram verificadas com ensaios de recuperação de no mínimo três níveis de concentração para cada analito, obtendo-se valores entre 70,0 e 120,0% para a maioria dos compostos avaliados. A maioria dos valores de RSD inferiores a 20% garantiram a precisão do método. Valores de LOQ do método foram de 3,0 ou 6,0 μg m-3, dependendo do analito, considerado adequado para o controle de exposição desses compostos em ar. O método foi aplicado em empresa que armazena e comercializa agrotóxicos e em ambiente de preparo de padrões em laboratório de análises de resíduos de agrotóxicos. Não foram encontrados resíduos dos compostos estudados nos locais amostrados. O método de amostragem e eluição proposto mostrou ser eficaz para a maioria dos compostos, podendo ser aplicado na determinação de agrotóxicos e compostos relacionados em amostras de ar.

Les floculants à base de polyacrylamide (PAM) sont produits à partir du monomère toxique : l’acrylamide (AMD) et peuvent en contenir des quantités résiduelles (jusqu’à 0,1% en Europe). Après utilisation pour faciliter la séparation solide/liquide des eaux de procédés dans les industries de granulat, ces floculants sont stockés avec les boues de décantation dans des lagunes à partir desquelles une dissémination de l’AMD et du PAM vers les eaux de surface ou les eaux souterraines peut avoir lieu. Dans ces travaux de thèse, les interactions du PAM et de l’AMD avec des particules de boue et des phases argileuses (kaolinite et illite, utilisées pour étanchéifier les lagunes de décantation) ont été étudiées. Pour pouvoir quantifier correctement l’AMD, une méthode d’analyse basée sur la HPLC/MS/MS en injection directe a été développée. Cette méthode a été validée avec les normes Afnor NF T 90-210 et NF T 90-220 avec une limite de quantification égale à 1 µg/L. L’étude de l’interaction de l’AMD avec des particules de boue d’un site de granulat et deux argiles (kaolinite et illite) a mis en évidence une faible adsorption de l’AMD sur ces phases solides (<10%), indépendante du temps, de la concentration en AMD et du pH. Inversement, le PAM s’adsorbe fortement et irréversiblement sur la boue, la kaolinite et l’illite avec une cinétique rapide de 1er ordre. Les isothermes d’adsorption sont bien corrélées avec les modèles de Langmuir et de Freundlich. Les quantités d’adsorption du PAM sont indépendantes du pH des suspensions mais fortement impactées par la force ionique qui influence les interactions électrostatiques entre le PAM et les surfaces solides. / Polyacrylamide (PAM) based floculants are produced from the highly toxic acrylamide (AMD) monomer and can contain residual amounts (up to 0.1% in Europe) of AMD. After they are used to facilitate liquid/solid separation of process water in aggregate quarries, PAM floculants are stored, with the sewage sludge, in decantation lagoons. Dissemination of AMD and PAM to groundwater and surface water from these lagoons can occur. In this work, we aimed to study the interactions of AMD and PAM with sludge particles and clays (kaolinite and illite used for decantation lagoon sealing) from aggregate quarry. To correctly quantify the AMD, analytical method based on HPLC/MS/MS with direct injection was developed. This method was validated according to the Afnor guidelines (NF T 90-210 and NF T 90-220) with a limit of quantification of 1 µg/L. Results of AMD adsorption experiments showed a low adsorption of AMD to sludge and clay (kaolinite and illite) particles, which is independent of time, AMD concentration and pH. Inversely, PAM was found to adsorb strongly and irreversibly to sludge, kaolinite and illite with a rapid kinetic of adsorption which consists of first order kinetic. Adsorption isotherms are well correlated with Langmuir and Freundlich models. PAM adsorption quantities are independent on the pH of suspensions, but are strongly impacted by the ionic strength which affects electrostatic interactions between PAM and solid surfaces.

Orientador: Wilson de Figueiredo Jardim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:04:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campestrini_Iolana_D.pdf: 2742870 bytes, checksum: 20a25893a0acbb614cce027eda2bef08 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este trabalho apresenta a determinação de sete subprodutos da cocaína (COC), incluindo a benzoilecgonina (BE), em amostras de urina de usuários da droga. Com os dados obtidos foi avaliada a incerteza no cálculo da razão entre a BE e o somatório dos demais metabólitos da COC, sendo que a razão média encontrada foi utilizada para inferir sobre o consumo de COC aplicando a epidemiologia do esgoto. Os resultados dessa razão apresentaram grande amplitude de valores e mostrou elevada influência sobre estimativa do consumo. Apresenta, também, a avaliação da eficiência de remoção (ER) para a COC e BE nas estações de tratamento de esgoto (ETE) Anhumas e Capivari e da qualidade de mananciais e de águas de abastecimento do estado de São Paulo. Os melhores índices de remoção foram observados para a ETE Capivari, os quais variaram entre 96 e 99%. Tanto nas amostras de mananciais como nas amostras de água de abastecimento, a BE foi determinada em maiores concentrações do que a COC. Nos rios Piracicaba, Capivari e Anhumas observaram-se os maiores níveis de BE, os quais variaram entre 300 e 1000 ng L-1. Nas amostras de água de abastecimento do rio Capivari e do rio Atibaia foram determinadas as maiores concentrações de BE, chegando a 650 ng L-1. Para a análise dessas amostras foi utilizada a extração em fase sólida (SPE) seguida da cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas sequencial (LC-MS/MS). No geral, o método apresentou exatidão superior a 70%, com coeficiente de variação menor do que 15% no nível de ng L-1 / Abstract: This work describes the determination of seven cocaine (COC) metabolites, including the major one benzoylecgonine (BE), in urine of cocaine users. These determinations allowed the calculation of the ratio between BE concentration and the sum of the other COC metabolites concentration, as well as allowed an assessment of the uncertainty involved in this ratio. The ratios were used to estimate cocaine consumption applying sewage epidemiology yielding high amplitude of values among the ratios calculated. The work also presents COC and BE removal efficiency (RE) in two wastewater treatment plant (WWTP), namely Anhumas and Capiravi, where the best RE were obtained for the Capivari WWTP, which varied between 96% and 99%. Also the assessment of water quality, for both surface and drinking waters of the State of São Paulo, Brazil, was evaluated. The metabolite BE occurred more frequently and at higher concentrations when compared to COC, considering the same samples. For surface water, the highest BE concentrations were found in the Piracicaba, Capivari and Anhumas rivers, and the results varied from 300 to 1000 ng L -1. For drinking waters, the highest BE concentration was found in waters from Capivari and Atibaia rivers, at 650 ng L-1. Solid phase extraction and the liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) were used for the determination of the compounds. In general, the method presented accuracy above 70% and relative standard deviation below 15%, at ng L -1 level / Doutorado / Quimica Analitica / Doutora em Ciências

La pollution de l'eau est l'une des menaces écologiques les plus sérieuses au niveau des pays industrialisés et des pays en cours de développement. Les polluants sont rejetés directement ou indirectement dans les ressources en eau telles que les rivières, les lacs, les aquifères et les eaux côtières sans prétraitement approprié ; transformant ainsi nos systèmes aquatiques en un dépotoir fortement pollué par des contaminants toxiques et persistants tels que les contaminants organiques. Les hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAPs) et les pesticides sont parmi les polluants organiques les plus périlleux que l'on retrouve à l’état de traces dans les milieux aquatiques. Pour cette raison, leur analyse nécessite une procédure d'extraction suivie de méthodes analytiques très sensibles et spécifiques. Dans ce contexte, le travail de cette thèse a porté en premier lieu sur le développement de deux méthodes analytiques distinctes. La première a été consacrée à l'extraction et à l'analyse des 16 HAPs prioritaires classés par l’agence de protection de l’environnement (EPA) dans. Dans cette méthode, nous nous sommes concentrés sur l'optimisation et la validation des paramètres de la spectrométrie de masse en tandem (MS / MS) afin de réduire le bruit de fond. La deuxième méthode était dédiée à l'analyse de quarante-huit pesticides dans l'eau. Dans cette méthode, les paramètres de la micro-extraction sur phase solide (SPME) et de la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem GC-MS / MS ont été optimisés et validés. Les deux méthodes se sont révélées très sensibles, précises et sélectives pour l'analyse de ces deux familles de contaminants organiques. La deuxième partie de cette thèse était dirigée sur l'évaluation de la qualité de l'eau le long du bassin versant de la rivière Abou Ali en termes de contamination par les HAPs et les pesticides. Pour ce faire, les méthodes précédemment développées et optimisées ont été utilisées pour l'analyse. Les résultats obtenus pour les échantillons d'eau de surface ont révélés une contamination considérable par les HAPs et les pesticides à différents endroits le long du bassin versant. Cependant, pour les échantillons d'eau souterraine, aucune ou très faible concentration de HAPs et de pesticides n'a été détectée. Cette étude est la première de son genre concernant l'analyse des HAPs et des pesticides dans la zone étudiée. Elle donne un aperçu global de la qualité de l'eau le long du bassin versant et insiste sur l'importance de réaliser des mesures continues afin d'avoir une base de données complète non seulement pour la zone d'étude ou le Liban nord mais pour toutes les régions du territoire libanais. / Water pollution is one of the most thoughtful ecological threat imperiling the industrial and developing countries. Pollutants are released directly or indirectly into water resources such as rivers, lakes, aquifers and coastline waters without any suitable pre-treatment; thus transforming our aquatic systems into a dumpsite heavily polluted with toxic and persistent contaminants such as organic contaminants. Polycyclic Aromatics Hydrocarbons (PAHs) and pesticides are among the most perilous organic pollutants that are found in trace levels in aquatic environments. For this reason, their analysis requires an extraction procedure followed by highly sensitive and specific analytical methods. In this context, this work has focused, as a first step, on the development of two separate analytical methods. The first one was dedicated to the extraction and analysis of the 16 priority PAHs in water, listed by the environmental protection agency (EPA). In this method, we have focused on the optimization and validation of tandem mass spectrometry (MS/MS) parameters in order to reduce background noise. The second method was for the analysis of 48 pesticides in water where the solid-phase micro-extraction (SPME) and gas chromatography tandem mass-spectrometry GC-MS/MS parameters were optimized and validated. Both methods were found to be highly sensitive, precise and selective for the analysis of these two families of organic contaminants. As for the second part of this work, the assessment of the water quality along the watershed of Abou Ali River, in terms of its contamination by PAHs and pesticides, was performed. For this aim, the previously developed and optimized methods were used for the analysis. The results obtained for surface water samples revealed a considerable contamination by PAHs and pesticides in different locations along the watershed. However, for groundwater samples no or very low concentrations of PAHs and pesticides were detected. This study is the first of its kind concerning the analysis of PAHs and pesticides in the studied area. It provided an overview of the water quality along the watershed and stressed on the importance to do ongoing measurements in order to have a complete database not only for the studied area or the North of Lebanon, but for all the regions in the Lebanese territory.

Esta tese foi dividida em três capítulos. O capítulo I descreve o desenvolvimento do método Column switching UHPLC-MS/MS para a determinação simultaneamente de fármacos psicotrópicos em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos. A politerapia é uma prática comum no tratamento da esquizofrenia. Portanto, a monitorização terapêutica destes fármacos tem sido realizada para o ajuste das doses e individualização da terapia farmacológica. O método Column switching UHPLC-MS/MS apresentou linearidade na faixa de concentração de 0,025 a 1,25 ng mL-1 com R2 acima de 0,9950 e a falta de teste de ajuste (p > 0,05); precisão com coeficientes de variação inferiores a 12% e exatidão com erro padrão relativo inferior a 14%. Este método foi aplicado com sucesso para determinação de fármacos em amostras de plasma de pacientes esquizofrênicos para fins de monitorização terapêutica. No capítulo II, o desempenho cromatográfico de colunas C18 superficialmente e totalmente porosas com diferentes tamanhos de partícula foi avaliado para a análise de fármacos psicotrópicos por LC-MS/MS e LC-DAD. Com o sistema LC-MS/MS foram avaliados os seguintes parâmetros cromatográficos: altura do prato reduzido vs velocidade linear reduzida, impedância vs velocidade linear reduzida, tempo da corrida cromatográfica vs vazão, pressão vs vazão, resolução, capacidade de pico, assimetria e fator de retenção. Já com o sistema LC-DAD foram avaliados a hidrofobicidade, atividade silanol e impurezas metálicas também foram avaliadas. As colunas com superfície carregada apresentaram maior eficiência cromatográfica para os fármacos em sua forma ionizada. Já as colunas com partículas menores que 2 µm (Cortecs 1,6 µm, Acquity 1,7 µm, e Kinetex 1,7 µm) apresentaram maior eficiência cromatográfica para os fármacos na forma parcialmente ionizada. Os modelos matemáticos gerados foram capazes de prever a pressão e o tempo da corrida cromatográfica em diferentes vazões para todas as colunas. Considerando a eficiência, impedância, resolução, capacidade de pico, fator de retenção e hidrofobicidade, as colunas Cortecs 1,6 µm e Acquity 1,7 µm apresentaram melhor desempenho durante a análise dos fármacos em amostra de plasma. O capítulo III descreve o desenvolvimento e validação dos métodos SPME-UHPLC-MS/MS e Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS para a determinação dos endocanabinóides (AEA e 2-AG) em amostras biológicas. Para a otimização do processo SPME foram avaliadas as fases SPME (C18, C30 e HLB) e os solventes para dessorção (metanol, acetonitrila e isopropanol). Os aditivos modificadores de matriz, como cloridrato de guanidina, ácido trifluoroacético e acetonitrila foram avaliados por planejamento experimental. Os métodos SPME-UHPLC-MS/MS e Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS, com a fase HLB biocompatível, apresentaram para ambos endocanabinóides valores de LOQs de 1 ng mL-1 e 50 ng mL-1, respectivamente. O método Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS permitiu o direto acoplamento da fibra SPME ao espectrômetro de massas via dessorção/ionização nanoeletrospray que resultou em rápida determinação quantitativa dos endocanabinóides em amostras biológicas. / This thesis is divided into three chapters. Chapter I describes the development of a column switching UHPLCMS/MS method to determine psychotropic drugs in schizophrenic patients plasma samples simultaneously. Polytherapy is a common practice in schizophrenia treatment. Therefore, therapeutic drug monitoring has been applied to adjust doses and to customize pharmacological therapy. The column switching UHPLCMS/MS method developed here is linear at concentrations ranging from 0.025 to 1.25 ng mL-1 with R2 above 0.9950 and presents lack of fit test (p > 0.05), precision with coefficients of variation lower than 12%, and accuracy with relative standard error lower than 14%. This method was successfully applied to determine drugs in schizophrenic patients plasma samples for therapeutic drug monitoring. In chapter II, the chromatographic performance of C18 superficially porous columns and of C18 fully porous columns with different particle sizes were evaluated for analysis of psychotropic drugs by LC-MS/MS and LC-DAD. Within the LC-MS/MS system, the following chromatographic parameters were assessed: reduced plate height vs reduced linear velocity, impedance vs reduced linear velocity, chromatographic run time vs flow rate, backpressure vs flow rate, resolution, peak capacity, asymmetry, and retention factor. Within the LC-DAD system, hydrophobicity, silanol activity, and metal impurities were also examined. Columns with charged surface displayed improved chromatographic efficiency for drugs in the ionized form. Columns with particles smaller than 2 µm (Cortecs 1.6 µm, Acquity 1.7 µm, and Kinetex 1.7 µm) presented higher chromatographic efficiency for the drugs, which were in their partially ionized form. The generated mathematical models were able to predict the backpressure and the chromatographic run time at different flow rates for all the columns. Considering efficiency, impedance, resolution, peak capacity, retention factor, and hydrophobicity, columns Cortecs 1.6 µm and Acquity 1.7 µm provided the best performance during analysis of drugs in plasma samples. Chapter III describes the development and validation of the SPME-UHPLC-MS/MS and the Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS methods for determination of endocannabinoids (AEA and 2-AG) in biological samples. To optimize the SPME process, SPME coatings (C18, C30, and HLB) and solvents for desorption (methanol, acetonitrile, and isopropanol) were evaluated. Matrix modifier additives, such as guanidine hydrochloride, trifluoroacetic acid, and acetonitrile, were assessed by experimental design. The SPME-UHPC-MS/MS and the Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS methods with HLB biocompatible coating provided LOQ values of 1 ng mL-1 and 50 ng mL-1, respectively, for both endocannabinoids. The Bio-SPME-Nano-ESI-MS/MS method allowed direct coupling of SPME fibers to the mass spectrometer by desorption/ionization nanoelectrospray, which resulted in rapid quantitative determinations of endocannabinoids in biological samples.